架空输电线路的非接触激光清除技术研究文献综述

 2022-11-23 10:11

文献综述

  1. 选题背景

随着我国电网不断被发展建设,架空输电线路这种送电方式已经在我国广袤的地区上存在着,使得千家万户用上了便宜方便的电力能源。但随之而来的,我们也遇到了一些常见的问题。随着运营难度的增加,其中“跳闸”问题变得越来越频繁。

跳闸的原因主要分为“异物,雷击,鸟害,外破,风偏”等几项,在这几项原因中异物类占比最高。输电线路分布点多面广,地形复杂,环境恶劣,因此,经常发现塑料袋,风筝线,大棚薄膜,地膜,防尘网等延展较长的异物缠绕在裸露的导线或铁塔的挂点上,很容易引起相间短路或者对地放电,容易造成电网故障。更严重的甚至会危及人畜安全。因此必须采取一定的办法对输电线路上悬挂的异物进行清除。

其中主要方式局限于人工清除法,即采用一定的绝缘设备,通过人工识别将异物清除掉或者采用一定的遥控设备,比如遥控携带喷火设备的无人机,但这些方法总体上来看都有着共同的缺点,即耗时长,操作难度高,危险性高,尤其是受环境的制约较大,难以及时、快速、安全的清除架空线路异物,特别是在偏远崎岖的山林地区更难以清理。

激光清除异物主要采用地对空的方式,发射高能激光束远程辐照空中异物的重力支撑部位,缠绕导线部位或者黏附部位,使其局部温度升高后熔化,气化或燃烧,从而脱离导线,达到清除异物的目的。这种清除方法的优点是可远程清除,可带电作业,无需攀爬杆塔,快速,方便,安全。因此,具有极大的技术优势。

但是对于激光清除架空输电线路上的异物时,也存在极大的安全隐患,那就是燃烧或者熔化的异物落在周围的环境中容易引起火灾。这一隐患至今仍然没有较好的解决方法。

  1. 几种较为典型的激光器

激光器按工作物质的不同可以分为固体激光器,液体激光器,气体激光器,染料激光器,半导体激光器以及其他激光器。

固体激光器是以掺杂离子的绝缘警惕或者玻璃作为工作物质的激光器。在激光器发展史上,固体激光器是最早实现激光工作的。与其他种类的激光器相比较,固体激光器的特点是:输出能量大,峰值功率高,结构紧凑牢固耐用。因此在工业、国防、医疗、科研等方面取得了广泛的应用。

对于清除输电线路上的异物,固体激光器并不适用。

根据不同金属对不同波段的光的反射率的研究,一般采取红外激光器。目前,市场上已经有几种不同公司的产品,操作方式主要采用控制器调节激光的出光方向,变焦镜头确定瞄准位置,出光烧断异物,区别不大。各公司产品的主要差异在于,按激光介质不同,分为光纤激光器和激光器两种。

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